综述:DNA纳米技术在靶向药物递送中的进展:设计策略与应用

【字体: 时间:2025年05月29日 来源:Hybrid Advances CS3.9

编辑推荐:

  这篇综述系统阐述了DNA纳米技术(DNA nanotechnology)在靶向药物递送领域的突破性进展,重点探讨了DNA纳米结构(如DNA折纸、四面体框架、纳米管等)的设计策略及其在癌症、炎症、纤维化等疾病中的应用。文章强调了其生物相容性、可编程性及刺激响应性释放特性,并对比了与传统纳米载体(如脂质体、聚合物)的优势,同时指出规模化生产与体内稳定性等挑战。

  

DNA纳米技术的革命性突破:从精准设计到疾病治疗

DNA纳米结构的多样性与设计策略
DNA纳米技术利用沃森-克里克碱基配对(Watson-Crick base pairing)的精确性,构建了从二维折纸(DNA origami)到三维四面体(TDN)的复杂结构。例如,Rothemund开创的DNA折纸技术通过短链“订书钉”折叠长链支架,形成100纳米级的定制化图案,而四面体结构(17-44 nm)则因其优异的细胞穿透性成为药物载体首选。多层级设计(如六螺旋束)进一步提升了机械稳定性,而金属纳米颗粒(如金纳米球AuNPs)的整合扩展了其在光热疗法中的应用。

靶向递送与智能释放机制
通过偶联核酸适体(如AS1411靶向核仁素NCL)或抗体(如抗HER2),DNA纳米结构实现了癌细胞特异性识别。例如,负载阿霉素(DOX)的TDN通过pH响应性i-motif结构在肿瘤微环境中触发释放,疗效较游离药物提升5.67倍。更巧妙的是,DNA纳米机器人能在血栓素作用下诱导肿瘤血管栓塞,而双价适体“豆芽”结构(DNA BS)则通过双重靶向显著增强MCF-7乳腺癌细胞的摄取效率。

疾病治疗的跨界应用
在癌症领域,TDN搭载siRNA沉默原癌基因c-raf,或通过光敏剂(如氯e6/Ce6)产生活性氧(ROS)杀伤细胞。炎症性疾病中,VCAM-1靶向肽修饰的纳米结构显著降低类风湿关节炎模型中的TNF-α水平。针对纤维化,DNA纳米管(DNA nanotubes)优先被成纤维细胞内化,通过抑制Smad2/3通路减少胶原沉积。此外,MRSA生物膜的形成可被携带反义寡核苷酸(ASO)的TDN阻断,为抗感染治疗提供新思路。

挑战与未来方向
尽管DNA纳米载体在体外表现卓越,其体内应用仍受限于短循环半衰期(<1小时)和巨噬细胞清除。仿生策略如癌细胞膜包被(nanocomplex@A549 m)可延长血液循环时间,而自动化合成与3D打印技术有望解决规模化生产难题。未来,结合水凝胶(hydrogel)和纳米酶(nanozyme)的杂交系统或将开启精准医疗新纪元。

结语
从实验室的分子折纸到临床转化的智能载体,DNA纳米技术正重塑药物递送的范式。随着稳定性与靶向性的持续优化,这一领域或将成为攻克癌症、炎症等重大疾病的关键武器。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号